Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn bằng thí nghiệm LIGO năm 2015 đã gửi gợn qua cộng đồng khoa học. Ban đầu được dự đoán bởi Thuyết Einstein Thuyết tương đối rộng, việc xác nhận các sóng này (và hai lần phát hiện tiếp theo) đã giải quyết một bí ẩn vũ trụ học lâu đời. Ngoài việc bẻ cong kết cấu của không-thời gian, giờ đây người ta còn biết rằng lực hấp dẫn cũng có thể tạo ra nhiễu loạn có thể được phát hiện cách xa hàng tỷ năm ánh sáng.
Tìm cách tận dụng những khám phá này và tiến hành nghiên cứu mới và thú vị về sóng hấp dẫn, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) gần đây đã bật đèn xanh cho nhiệm vụ Anten không gian giao thoa kế laser (LISA). Bao gồm ba vệ tinh sẽ đo sóng hấp dẫn trực tiếp thông qua giao thoa kế laser, nhiệm vụ này sẽ là máy dò sóng hấp dẫn dựa trên không gian đầu tiên.
Quyết định này đã được công bố vào ngày hôm qua (Thứ Ba, ngày 20 tháng 6) trong cuộc họp của Ủy ban Chương trình Khoa học ESA (SPC). Việc triển khai này là một phần trong kế hoạch Tầm nhìn vũ trụ của ESA - chu kỳ hiện tại của kế hoạch dài hạn của cơ quan cho các sứ mệnh khoa học vũ trụ - bắt đầu vào năm 2015 và sẽ diễn ra cho đến năm 2025. Nó cũng phù hợp với mong muốn của ESA để nghiên cứu vũ trụ vô hình, một chính sách đã được thông qua vào năm 2013.
Để thực hiện điều này, ba vệ tinh tạo nên chòm sao LISA sẽ được triển khai vào quỹ đạo quanh Trái đất. Khi đó, họ sẽ giả định một đội hình tam giác - cách nhau 2,5 triệu km (1,55 triệu dặm) - và đi theo quỹ đạo Trái đất quanh Mặt trời. Ở đây, tách biệt với tất cả các ảnh hưởng bên ngoài trừ lực hấp dẫn của Trái đất, sau đó chúng sẽ kết nối với nhau bằng tia laser và bắt đầu tìm kiếm những nhiễu loạn nhỏ trong kết cấu của không-thời gian.
Giống như cách mà thí nghiệm LIGO và các máy dò sóng hấp dẫn khác hoạt động, nhiệm vụ LISA sẽ dựa vào giao thoa kế laser. Quá trình này bao gồm một chùm năng lượng điện từ (trong trường hợp này là tia laser) được tách thành hai và sau đó kết hợp lại để tìm kiếm các mẫu nhiễu. Trong trường hợp LISA, hai vệ tinh đóng vai trò phản xạ trong khi một vệ tinh còn lại là nguồn của tia laser và là người quan sát chùm tia laser.
Khi một sóng hấp dẫn đi qua tam giác được thiết lập bởi ba vệ tinh, độ dài của hai chùm tia laser sẽ thay đổi do sự biến dạng không-thời gian do sóng gây ra. Bằng cách so sánh tần số chùm tia laser trong chùm tia trở lại với tần số của chùm tia được gửi, LISA sẽ có thể đo mức độ biến dạng.
Các phép đo này sẽ phải cực kỳ chính xác, vì các biến dạng mà chúng đang tìm kiếm ảnh hưởng đến kết cấu không-thời gian trên các cấp độ nhỏ nhất - vài phần triệu của một phần triệu mét trong khoảng cách một triệu km. May mắn thay, công nghệ phát hiện các sóng này đã được thử nghiệm bởi nhiệm vụ LISA Pathfinder, được triển khai vào năm 2015 và sẽ kết thúc nhiệm vụ vào cuối tháng.
Trong những tuần và tháng tới, ESA sẽ xem xét việc thiết kế nhiệm vụ LISA và hoàn thành đánh giá chi phí. Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch, nhiệm vụ sẽ được đề xuất cho việc nhận con nuôi, trước khi bắt đầu xây dựng và dự kiến sẽ được triển khai vào năm 2034. Trong cùng một cuộc họp, ESA cũng đã thông qua một nhiệm vụ quan trọng khác sẽ tìm kiếm ngoại hành tinh trong những năm tới .
Nhiệm vụ này được gọi là nhiệm vụ Chuyển tiếp và dao động của các ngôi sao, hay PLATO, nhiệm vụ. Giống như Kepler, nhiệm vụ này sẽ giám sát các ngôi sao trong một phần lớn của bầu trời để tìm kiếm những điểm nhỏ trong độ sáng của chúng, nguyên nhân là do các hành tinh đi qua giữa ngôi sao và người quan sát (tức là phương thức vận chuyển). Được chọn ban đầu vào tháng 2 năm 2014, nhiệm vụ này hiện đang chuyển từ giai đoạn kế hoạch chi tiết sang xây dựng và sẽ ra mắt vào năm 2026.
Đó là một thời gian thú vị cho Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Trong những năm gần đây, nó đã cam kết thực hiện nhiều nỗ lực với hy vọng duy trì cam kết của Châu Âu và tiếp tục hiện diện trong không gian. Chúng bao gồm nghiên cứu vũ trụ vô hình của người Hồi giáo, gắn các nhiệm vụ lên Mặt trăng và Sao Hỏa, duy trì cam kết với Trạm vũ trụ quốc tế và thậm chí xây dựng người kế vị cho ISS trên Mặt trăng!
